孫久和

大慶煉化公司儲(chǔ)運(yùn)廠生產(chǎn)辦技術(shù)員，黑龍江大慶 163411

0 引言

煉油廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量低壓瓦斯氣體，過去都是直接引入火炬燒掉，不僅增大了煉廠的能源消耗，還影響煉廠的綜合商品率。以一個(gè)加工能力為400×104t/a的煉廠為例，每年產(chǎn)生的低壓瓦斯約為2.0×107NM3，影響綜合商品率約為0.45%[1]。如何處理及利用其中組分，降低加工成本，減少對(duì)環(huán)境的污染，保證上游裝置的安全生產(chǎn)，是新建大型煉油廠需要考慮的問題。

1 瓦斯系統(tǒng)概況

1.1 基本情況

大慶煉化公司瓦斯系統(tǒng)分為低壓瓦斯系統(tǒng)、酸性氣系統(tǒng)、高壓瓦斯系統(tǒng)，負(fù)責(zé)上游裝置低壓瓦斯排放、回收以及高、低壓瓦斯的平衡工作，負(fù)責(zé)硫磺回收、干氣制乙苯裝置原料供應(yīng)工作；它既是保證裝置生產(chǎn)的安全措施，同時(shí)也是減少大氣污染，改善周圍環(huán)境的環(huán)保措施。

現(xiàn)有設(shè)施：4 000t/年硫磺回收裝置一座、10萬t/年干氣制乙苯裝置一座、5 000m3濕式氣柜一座，30 000m3干式氣柜一座，120m火炬一座，干氣脫硫設(shè)施，瓦斯回收壓縮機(jī)系統(tǒng)。

1.2 瓦斯氣組成

低壓瓦斯系統(tǒng)，通過低壓瓦斯管網(wǎng)接收生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的瓦斯或事故狀態(tài)下緊急放壓排放的低壓瓦斯，其主要成分為甲烷、乙烷、H2、C1～C5組分（不含酸性氣系統(tǒng)）。

1.3 瓦斯氣特點(diǎn)

壓力低：低壓瓦斯管網(wǎng)與裝置、罐區(qū)配套建設(shè)、投產(chǎn)，現(xiàn)有管線1.6萬m，來自各生產(chǎn)裝置的低壓瓦斯壓力不同，設(shè)計(jì)壓力0.1MPa，管網(wǎng)控制壓力在0kPa～35kPa之間。

產(chǎn)量不穩(wěn)定：煉油生產(chǎn)是個(gè)連續(xù)過程，受裝置加工量的變化、操作條件的變化，瓦斯排放量就會(huì)不同，特別是裝置處于事故狀態(tài)下，瓦斯流量及壓力就會(huì)產(chǎn)生大量的波動(dòng)。

1.4 瓦斯系統(tǒng)原理流程

為保障低壓瓦斯系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行，全廠瓦斯系統(tǒng)分為：低瓦系統(tǒng)、酸性氣系統(tǒng)，主要目的是，將含有H2S和CO2的酸性氣排放至酸性氣系統(tǒng)管網(wǎng)，首先供硫磺裝置作原料，其次是減少對(duì)主管網(wǎng)的腐蝕及降低燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染。另，將催化裝置產(chǎn)生的干氣（瓦斯氣）進(jìn)行精制，精制干凈的瓦斯氣供干氣制乙苯裝置使用，過剩組分釋放到低壓瓦斯管網(wǎng)與其他裝置釋放的瓦斯氣供壓縮機(jī)回收使用，30 000m3氣柜啟到緩沖和儲(chǔ)存瓦斯氣的作用，裝置事故狀態(tài)下及低壓瓦斯壓力急劇升高時(shí)，瓦斯氣通過120m火炬進(jìn)行燃燒，保證生產(chǎn)裝置穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 低壓瓦斯的利用與回收

2.1 硫磺回收

生產(chǎn)裝置中瓦斯氣H2S含量高的裝置單獨(dú)建立管網(wǎng)進(jìn)行回收排放，降低對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)硫磺提高公司效益。

2.1.1 原理

硫磺回收通常采用一種叫做“克勞斯”的工藝來實(shí)現(xiàn)。含硫原料氣通常稱為酸氣。首先將酸氣與空氣或氧氣在一臺(tái)稱為燃燒爐的設(shè)備中燃燒。嚴(yán)格控制空氣或氧氣量，使燃燒產(chǎn)物中硫化氫與二氧化硫氣體體積比為2∶1。之后燃燒氣體被冷卻，氣體中的硫磺冷凝回收。剩余氣體經(jīng)加熱后進(jìn)入一臺(tái)克勞斯反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)主要是硫化氫與二氧化硫生產(chǎn)硫磺和水。這一反應(yīng)需使用催化劑才能實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)完后的氣體同樣需冷卻回收硫磺。然后剩余氣體在經(jīng)二級(jí)、三級(jí)反應(yīng)。通常硫磺回收裝置的硫回收率可達(dá)95 %～98%[2]。

2.1.2 主要反應(yīng)

反應(yīng)生成的尾氣，在吸收塔內(nèi)與甲基二乙醇胺反應(yīng)脫除硫化氫[3]。

反應(yīng)式如下：

被吸收反應(yīng)除去硫化氫的凈化氣，經(jīng)尾氣焚燒爐焚燒后，通過煙囪排入大氣。正常生產(chǎn)時(shí)每年可產(chǎn)出硫磺3 600t。

2.2 干氣制乙苯

提取低壓瓦斯中的乙烯氣，生產(chǎn)乙苯，增加經(jīng)濟(jì)效益；

原理：

干氣制乙苯技術(shù)利用催化干氣中的乙烯與苯進(jìn)行烴化反應(yīng)，來制取乙苯。同時(shí)生成多乙苯組分（多乙苯、少量丙苯和丁苯），多乙苯組分經(jīng)過分離后，返回反應(yīng)系統(tǒng)，與苯繼續(xù)進(jìn)行反烴化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成乙苯。

2.3 低壓瓦斯的回收

過剩的低壓瓦通過壓縮機(jī)升壓排至高壓瓦斯管網(wǎng)，供各裝置加熱爐使用，優(yōu)化瓦斯平衡實(shí)現(xiàn)非事故狀態(tài)零排放。

2.3.1 原理

低壓瓦斯氣經(jīng)瓦斯脫液罐脫液后，進(jìn)入氣柜儲(chǔ)存由壓縮機(jī)提壓后進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng)，也可由壓縮機(jī)直接提壓后進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng)，從而達(dá)到回收低壓瓦斯及平衡高、低壓瓦斯管網(wǎng)壓力的目的。當(dāng)?shù)蛪和咚构芫W(wǎng)壓力超高時(shí)，通過火炬燃放，保證裝置和管網(wǎng)的安全。

2.3.2 主要設(shè)備及功能

瓦斯回收系統(tǒng)主要由30 000m3干式氣柜一座，120m火炬一座，干氣脫硫設(shè)施，瓦斯回收壓縮機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，其中120m火炬一座為裝置緊急狀態(tài)使用。

30 000m3干式氣柜：為降低瓦斯系統(tǒng)的隱患，消滅正常狀態(tài)下的火炬燃放，達(dá)到瓦零排放，于2010年新建30 000m3干式氣柜一座，更有效的起到緩沖作用。

干氣脫硫設(shè)施為環(huán)保裝置，采用醇胺法脫硫，用25%甲基二乙醇胺溶液做吸收劑，在干氣脫硫塔內(nèi)與瓦斯進(jìn)行逆流接觸。瓦斯中的H2S被胺液吸收，使瓦斯得到凈化。胺液吸收H2S是一個(gè)可逆過程。吸收了H2S的富胺液在低壓下經(jīng)加熱而分解，釋放出H2S至硫磺回收裝置。

壓縮機(jī)系統(tǒng)：壓縮機(jī)系統(tǒng)由六臺(tái)壓縮機(jī)，分別是1#壓縮機(jī)（15Nm3/min），2#壓縮機(jī)（15Nm3/min），3#壓縮機(jī)（30Nm3/min），4#壓縮機(jī)（30Nm3/min），5#壓縮機(jī)（60Nm3/min），6#壓縮機(jī)（60Nm3/min）。用于將低壓瓦斯管網(wǎng)中的低壓瓦斯回收至高壓瓦斯管網(wǎng)，供各裝置加熱爐使用。

3 結(jié)論

通過對(duì)全廠瓦斯系統(tǒng)的綜合利用，2010年回收H2S生產(chǎn)硫磺2 800t，回收干氣乙烯生產(chǎn)乙苯53 000t，并實(shí)現(xiàn)了非事故狀態(tài)下火炬系統(tǒng)零排放（當(dāng)系統(tǒng)低瓦壓力低時(shí)，還需要外引天然氣補(bǔ)充高瓦來保障裝置使用），給公司帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

[1]煉油廠回收低壓瓦斯氣體的技術(shù)總結(jié).泉州，2003(3).

[2]科普知識(shí).山東迅達(dá)化工有限公司，2011，5，5

[3]楊宏孝.無機(jī)化學(xué).天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室，2002，7.

[4]王彥廣，呂萍，張殊佳，吳軍.有機(jī)化學(xué)[M].2版.化學(xué)工業(yè)出版社，2008.